Это интересно

Что происходит с электронами в коже под действием солнечного света?

Что происходит с электронами в коже под действием солнечного света?

Химические реакции, лежащие в основе фотосинтеза, зрения, усвоения организмом витамина D и других процессов, протекают под действием солнечного света. Энергия излучения передается электронам в атомах органических молекул, из которых состоят биологические ткани. Электроны, получив порцию энергии, переходят в так называемые возбужденные состояния, в которых потом находятся некоторое время.

Когда электроны получают дополнительную «силу», то не могут «усидеть на месте» и перераспределяются в пространстве, как дети на уроке физкультуры после разминки носятся по спортзалу с раскрасневшимися лицами и успокаиваются к середине следующего урока. От положения электронов после возбуждения зависит разрушение старых и образование новых химических связей — то, что в школьной тетрадке мы называли химической реакцией.

Как именно электроны располагаются в атомах вещества до старта реакции известно теоретически. Движение электронов после воздействия на вещество солнечного света много раз было косвенно зафиксировано в экспериментах. Но увидеть, что происходит с ними сразу после «разминки» ученым пока не удавалось.

Инструменты, которые были доступны исследователям ранее, не позволяли поймать нужный момент. Школьный учитель, входящий в кабинет, где секунду назад шумели пятиклассники, видит лишь последствия их шалостей на доске. Так и ученые наблюдали лишь движение атомных ядер на старте химической реакции. Требовался быстрый и чувствительный инструмент.

Исследователи из Университета Брауна, Университета Эдинбурга и Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США в своих экспериментах использовали именно такой инструмент. Подготовка к опыту длилась около 20 лет, а вот сама съемка молекулярного «кино» заняла всего лишь 200 фемтосекунд — одну миллионную от одной миллиардной доли секунды. За это время рентгеновские лучи пролетели через нагретое солнечным светом вещество и отклонились в зависимости от положения электронов. Атомные ядра не успели «расшевелиться» за короткий «дубль» и не внесли вклад в распределение рентгеновских лучей на детекторе.

«Актерам» — органическим кольцевым молекулам, участвующим в выработке витамина D в коже, предоставили максимально комфортные условия. Молекулы свободно перемещались в газовой среде, где им предстояло рассыпаться на части под действием солнечного света. «Короткометражка» показала ученым, что электронные оболочки перед стартом реакции раздуваются. Облака электронов в атомах деформировались в более крупные и более диффузные, соответствующие возбужденному электронному состоянию.

Удачный эксперимент вошел в число 75 наиболее важных научных достижений лаборатории Министерства энергетики. В это число входят такие события как расшифровка ДНК и обнаружение невесомых нейтрино. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Источник

Автор: Влад Кулиев
3.05.2020 (02:18)
Информер новостей
Расширение для Google Chrome
Пишите нам

Редакция: contact@supreme2.ru

Реклама: adv@supreme2.ru

Зеленые технологии

Лента новостей

Все права защищены © 2005-2020

"Supreme2.Ru" - новости для гиков

Контакты  | Policy  | Map Index

Использование любых материалов, размещенных на сайте, разрешается при условии ссылки на Supreme2.Ru. Для интернет-изданий - обязательна прямая открытая для поисковых систем гиперссылка. Ссылка должна быть размещена в независимости от полного либо частичного использования материалов. Материалы в рубрике "Новости партнеров" публикуются на правах рекламы.